《2025年同步练习册人民教育出版社高中化学选择性必修第一册人教版A山东专版》

2. (双选)在一定条件下，将 $ 10\ {mol}\ {H_{2}} $ 和 $ 1\ {mol}\ {N_{2}} $ 充入恒容密闭容器中，发生反应 $ {N_{2}(g) + 3H_{2}(g)\rightleftharpoons 2NH_{3}(g)} $，并达到平衡状态，则 $ {H_{2}} $ 的转化率可能是(AB)。

A.$ 15\% $
B.$ 25\% $
C.$ 35\% $
D.$ 45\% $

答案： 2.AB 解析 利用极值法分析。对可逆反应而言，任何一种物质都不能完全转化。为方便解题，假设N₂完全转化，则消耗H₂的物质的量n消耗(H₂)=3n(N₂)=3 mol。事实上，N₂不可能完全转化，因而消耗H₂的物质的量小于3 mol，故H₂的最大转化率α最大$(H₂)＜ \frac{3 mol}{10 mol}×100\% = 30\%，$选项A、B都有可能。

3. 合成氨工艺的一个重要工序是铜洗，其目的是用铜氨液[醋酸二氨合铜(Ⅰ)、氨水]吸收在生产过程中产生的 $ {CO} $ 和 $ {CO_{2}} $ 等气体。铜氨液吸收 $ {CO} $ 的反应是放热反应，其反应的离子方程式为 $ {[Cu(NH_{3})_{2}]^{+} + CO + NH_{3}\rightleftharpoons [Cu(NH_{3})_{3}CO]^{+}} $。
回答下列问题。
(1) 如果要提高上述反应的反应速率，可以采取的措施是BC。
A. 减压
B. 增大氨水的浓度
C. 升温
D. 及时移走产物
(2) 铜氨液中的氨可吸收二氧化碳，写出该反应的化学方程式。
(3) 简述铜氨液吸收 $ {CO} $ 及铜氨液再生的操作步骤(注明吸收和再生的条件)。

答案： 3.答案
(1)BC
(2)2NH₃ + CO₂ + H₂O ═ (NH₄)₂CO₃，(NH₄)₂CO₃ + CO₂ + H₂O ═ 2NH₄HCO₃。
(3)低温、加压下吸收CO，然后将吸收了CO的铜氨液转移至另一容器中，高温、低压下释放CO，铜氨液再生。
解析
(1)减小压强，反应速率减小，A项错误；增大氨水的浓度或升高温度，反应速率均增大，B、C两项正确；及时移走产物，即减小生成物浓度，反应速率减小，D项错误。
(2)NH₃是碱性气体，CO₂是酸性气体，两者在溶液中发生反应的化学方程式为2NH₃ + CO₂ + H₂O ═ (NH₄)₂CO₃，(NH₄)₂CO₃ + CO₂ + H₂O ═ 2NH₄HCO₃。
(3)反应[Cu(NH₃)₂]⁺ + CO + NH₃ ⇌ [Cu(NH₃)₃CO]⁺是气体体积减小的、放热的可逆反应，因此吸收CO的适宜条件是低温、加压；再生铜氨液，需将吸收了CO的铜氨液转移至另一容器中，高温、低压下释放CO，铜氨液再生。

4. 工业合成氨是在一定条件下进行的可逆反应： $ {N_{2}(g) + 3H_{2}(g)\rightleftharpoons 2NH_{3}(g)} $，其部分工艺流程如下图所示。

回答下列问题。
(1) 第②步除需要催化剂这个条件外，还需要的条件是400～500 ℃，10 MPa～30 MPa。
(2) 第①步操作中的原料气的“净化”目的是______，第③步操作的目的是______。
(3) 工业合成氨反应后可以通过降低混合气体的温度而使氨气分离出来。这种分离物质的方法的原理类似于下列中的B。
A. 过滤
B. 蒸馏
C. 分液
D. 萃取
你作出这个判断的理由是______。

答案： 4.答案
(1)400～500 ℃，10 MPa～30 MPa
(2)防止催化剂“中毒” 提高原料利用率(或提高经济效益等)
(3)B 通过温度的改变而改变物质的状态，达到分离的目的
解析
(1)工业上通常采用铁触媒、在400～500 ℃和10 MPa～30 MPa的条件下合成氨。
(2)原料气中往往含有使催化剂“中毒”的物质，所以在进行原料气的反应前，需要除掉其中的杂质；工业合成氨反应后的混合气体中既有氨，也有未反应的氢气、氮气，为了提高原料气的利用率，将未反应的原料气进行重新利用，这样可以提高经济效益。
(3)降低温度，氨变为液态，从而进行分离，所以跟工业上利用的蒸馏类似，都是通过改变温度，使物质的状态发生变化而分离。